1959年畢業(yè)于北京第二十五中學，后進入北京林業(yè)學院學習。1963年畢業(yè)，進入中國林業(yè)科學院工作，任研究實習員、教師、助理研究員、研究員。1979年至1981年在瑞典斯德哥爾摩大學從事遙感數(shù)字圖象處理研究。歷任中國林業(yè)科學研究院資源信息所所長，研究員。1992年1月當選為中科院地學部學部委員。1993年2月任中科院遙感應用研究所所長。1994年8月至1995年任中科院副院長。1995年后任國家科學技術委員會副主任、黨組成員、黨組副書記。1996年6月當選為中科院學部主席團成員、地學部主任。1998年任科學技術部副部長、黨組副書記。2001年2月任科技部部長。

徐冠華對世界科技發(fā)展動態(tài)有比較深入的了解，是遙感應用科學的專家。1984年被林業(yè)部批準為有突出貢獻的中青年專家。1986年和1990年兩次被人事部批準為有突出貢獻的中青年專家。1990年被國家教委批準為有突出貢獻的留學回國人員。1991年被國家科委批準為國家“七五”科技攻關有突出貢獻的科技人員。1991年被人事部批準為享受政府特殊津貼專家。